Звалювання крил перетинів

leonЛеон Ван Доммелен

Професор
Факультет машинобудування
Університет штату Флорида

Оригінал: Stalling Wing Cross Sections

Роботи виконуються з Цзю-Цюань Ван. Ця робота стала можливою завдяки підтримці ВВС Управління наукових досліджень.

Крило кабіна

Зрив небажане явище, в якому крил літаків досвід збільшилася опір повітря і зниження ліфта. Це може призвести до літак до краху.

Зрив відбувається, коли літак перебуває під занадто великим кутом атаки (кут атаки кут між площиною і напрямком польоту). Це може статися під час зльоту або посадки, коли швидкість польоту є відносно низьким: на низькій швидкості аеродинамічні сили є, відповідно, менше, і єдиний спосіб отримати достатньо ліфта, щоб нести вага літак купувати літак в більший кут атаки. Якщо неуважним пілот дозволяє швидкість стає занадто низькою, літак буде перевищувати критичний кут атаки і стійла відбувається.

Через ларька крило створює менше підйому і більший опір; збільшення лобового опору викликає збільшення швидкості для зменшення далі так, що крило виробляє ще менше ліфта. В дійсності, літак падає з повітря. Земля чекає нижче.

Чому кабіна відбувається

Чому крила стійло? Це пов’язано з процесами в прикордонному шарі, шар уповільненої повітря поблизу поверхні крила. Для того, щоб крило, щоб бути ефективним, повітря повинне проходити повністю навколо ведучого (переднього) крайці крила. При занадто великому куті атаки, повітря в прикордонному шарі поблизу переднього краю не вдається, що і відокремлюється від поверхні крила.

Нижче чисельне моделювання, в якому глухне крила видно в поперечному перерізі. Передній край залишилося, задня кромка є правильним. При моделюванні, прикордонний шар представлений у вигляді вихорів (мініатюрні торнадо), які відображаються у вигляді чорних або білих крапок, залежно від напрямку обертання. Крило передає до кута атаки 30 градусів, в результаті чого кабіна:

т = 1 (починається хитавиця)
У першому зображенні крило рухається під малим кутом атаки (тут приймається рівним нулю). Слід зазначити, що вихори прикордонного шару залишається близько до крила, поки вони не промивають вниз за течією. При нульовому куті атаки, немає ліфта, і є трохи перетягнути.
т = 2

т = 3
Крило початку хитавиці, але вихри прикордонного шару знаходитися поряд з крилом. Крило тепер виробляє значну підйомну силу, і досі мало опору.
т = 3,5

т = 4,25

т = 5 (закінчується качки)
Кут атаки стала занадто великою. Вихори прикордонний шар відокремили від верхньої поверхні крила, а вхідний потік вже більше не повністю навколо вигину переднього краю. Крило в глухий кут, викликаючи значний опір. Проте, велика частина підйомника залишається з відокремленою вихори ще вище крила.
т = 6
Коли розділені вихори підірваний повз задньої кромки, ліфт починає падати.
т = 7
Крило тепер виробляє небагато ліфт, і багато опору. Тим не менш, це легше повітрю проходити навколо передньої кромки крила без ліфта, і потік починає прикріпити.
т = 7,5

т = 7,75

т = 8
Потік в значній мірі повторного підключення, і коефіцієнт підйомної сили (ефективність підйому крила) тимчасово відновлена. На жаль, це створить новий цикл поділу; Крім того, збільшення опору зменшує повітряну швидкість занадто багато, щоб справити багато ліфта, навіть при гарному коефіцієнта підйомної сили.
т = 8,5

т = 8,75

т = 9

Ось еволюція коефіцієнтів ліфт, опору і моменти:

Як відновити

Для відновлення кабіна, пілот повинен зменшити кут атаки назад досить низьким значенням. Хоча літак вже падають на землю під великим кутом, пілот повинен натиснути ручку вперед, щоб підштовхнути ніс ще далі. Це зменшує кут атаки, і, отже, опір.

Літак починає набирати швидкість, спускаючись ще швидше. Але як тільки літак узяв достатню швидкість, щоб крило може знову витримати вагу літака, пілот тягне штурвал на себе, щоб знову збільшити кут атаки (цього разу перебування в допустимому діапазоні), а також відновлює висота підйому крила.

Очевидно, щоб оправитися від ларька включає в себе деяку втрату висоти. Лавки найбільш небезпечні на низьких висотах. Потужність двигуна може допомогти зменшити втрату висоти, більш швидко і також збільшуючи швидкість, допомагаючи прикріпити потоку над крилом.

Як важко, щоб оговтатися від ларька залежить від плану. Деякі літаки, які важко відновити вже дотримуватися шейкери: тряска палиця попереджає пілота про те, кабіна не за горами. Стійло характеристики також залежить від того, як літак завантажений; Центр ваги в площині мають бути достатньо далеко переміщення вперед.

Спини

Найгірший варіант з звалювання спина, в якому площину спіралі вниз. Кабіна може перерости в спину через напругою в бокового момент не в той час.

Механіка спина складні. Залежно від площини (і на шляху він завантажений!) Він може бути більш важко або неможливо відновити зі штопора. Відновлення вимагає хорошої ефективності від хвостового оперення літака; як правило, відновлення включає в себе використання керма, щоб зупинити обертання навколо власної осі, на додаток до ліфта, щоб розірвати зрив. http://eskipaper.com/rolls-royce-hood.html Однак крила можуть блокувати потік повітря до хвоста. Якщо центр ваги літака знаходиться дуже далеко назад, як правило, роблять відновлення більш складним. Пілот може втратити орієнтацію в запаморочливих ефектів спін, і застосуєте неправильні виправлення.

Навіть якщо літак добре розроблена, завантажують в межах допустимого діапазону і відновлення виконана бездоганно, втрата висоти в спині може бути дуже великим. Так кіосків і спини, швидше за все, під час зльоту і посадки, може просто не бути, що набагато доступну висоту. Відповідно до правил FAA для приватних пілотів, кабіна підготовки не потрібно, але штопора немає. Зрив навчання дозволяє пілоту розпізнати насувається кабіна, і вжити заходів щодо виправлення до істинного стійло і, можливо, можуть виникнути спин.


Ши, С., Лоренсу, Л., Ван Доммелен, Л. та Кротапили, A. (1992) нестаціонарних течій повз крила качки з постійною швидкістю. АІАА Журнал 30 1153-1161.

Via: eskipaper.com


Перейти до домашньої сторінки автора.